[發明專利]一種混合能源熱電聯產經濟性優化管理方法

在審

• 申請號: 201810126815.2
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108494014A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 徐天;許常娜;孔德盟
• 申請（專利權）人: 能金云（北京）信息技術有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

本發明公開了一種混合能源熱電聯產經濟性優化管理方法，管理方法包括如下步驟：(1)獲取微電網中各微電網的發電狀態信息、依賴的環境信息；(2)建立微電網最小費用模型的目標函數；(3)采用NSGA?Ⅱ多目標優化算法，通過立微電網中各負荷和各微源的狀態信息對多目標經濟調度模型進行優化分析計算，獲得各微源的最優有功功率、獲取各微源的最優占比。本發明能偶對能源微網中各組分最優經濟組成，幫助降低微電網系統建設成本、運營成本，并且在滿足用戶用電負荷、用熱負荷的前提下，優化能源管理，達到最小成本目標控制。

技術領域

本發明涉及能源微網技術領域，具體涉及一種光伏與燃氣輪機組成的混合能源熱電聯產經濟性優化管理方法。

背景技術

微電網(Micro-Grid，MG)是由分布式發電(DistributedGeneration，DG)、負荷、儲能裝置及控制裝置構成的一個單一可控的獨立發電系統。微電網可包含多種微電源，如燃料電池、可再生能源發電、燃氣內燃機、光伏發電和微型燃氣輪機冷熱電三聯供等多種發電形式，以及布置蓄能和儲熱(冷)裝置等，其中各微電源的發電特性各異，且有些微電源的發電特性存在互補的優勢。通過先進的控制策略和控制手段，可保證新能源微網內高可靠的能源供給，可實現兩種運行模式的無縫切換。獨立型微網不和常規電網相連接，利用自身的分布式能源滿足微網內負荷的需求。當網內存在可再生分布式能源時，常常需要配置儲能系統以保持能源與負荷間的功率平衡，適合在海島、邊遠地區等地為用戶供能。

但微電網需要良好的規劃以避免產生不可預期的問題。這是由于目前微網建設成本高、國內運行實例少，維護費用不明確，并且冷熱電聯供型微電網的規劃和運行是一個復雜多變量、多約束和強稱合的非線性優化問題。良好的規劃管理應達到微電網能源梯級利用、降低污染物排放、增強供能系統經濟效益等目標。

目前研究多集中于單光伏發電與熱電聯產的運行管理研究，較少考慮光伏發電與熱電聯供結合的研究。對于多種形式的混合能源微網，較少研究各組分裝機比例對項目投資，運行費用的影響。研究多種能源結合的能源微網優化管理，可實現分布式電源組成的微網以更為經濟、靈活、環保的方式運行。

發明內容

本發明為了解決上述問題，從而提供一種混合能源熱電聯產經濟性優化管理方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種混合能源熱電聯產經濟性優化管理方法，管理方法包括如下步驟：

(1)獲取微電網中各微電網的發電狀態信息、依賴的環境信息；

(2)建立微電網最小費用模型的目標函數，并設定不同的約束條件，適應不同的運行模式；

(3)采用NSGA-Ⅱ多目標優化算法，通過立微電網中各負荷和各微源的狀態信息對多目標經濟調度模型進行優化分析計算，獲得各微源的最優有功功率、獲取各微源的最優占比。

在本發明的一個優選實施例中，發電狀態信息、依賴的環境信息為電站當地氣象歷史數據、氣象預測數據、當地燃氣原料氣價格和電站設計用電負荷、設計用熱負荷。

在本發明的一個優選實施例中，目標函數為：

minF＝f₁+f₂。

在本發明的一個優選實施例中，考慮了燃氣輪機燃料費用、光伏組件安裝費用、儲熱與儲電裝置的運行費用和與大電網交互的費用，兼顧了熱/電儲存及釋放、并離網的電站運行模式，將式中f₁為微網安裝及運營成本函數，f₂為微網配售電經濟函數為

式中，C_inf為微網各能源組成安裝成本；C_fuel為燃氣輪機消耗的原料氣費用；C_grid為能源微網與外電網交互的費用。